🧠 Comunicação .NET com Kernel LLM

Explorando como integrar Large Language Models (LLMs) em aplicações .NET modernas utilizando o conceito de Kernel.

🚀 Introdução

A Inteligência Artificial está cada vez mais integrada ao ciclo de desenvolvimento de software. No ecossist…


This content originally appeared on DEV Community and was authored by Danilo O. Pinheiro, dopme.io

Explorando como integrar Large Language Models (LLMs) em aplicações .NET modernas utilizando o conceito de Kernel.

🚀 Introdução

A Inteligência Artificial está cada vez mais integrada ao ciclo de desenvolvimento de software. No ecossistema .NET, a integração com LLMs (Large Language Models) — como OpenAI GPT, Azure OpenAI ou modelos locais como LLaMA e Mistral — tem se tornado uma das formas mais poderosas de adicionar inteligência às aplicações corporativas.

Um dos conceitos centrais nessa integração é o Kernel LLM, uma camada intermediária que abstrai a comunicação com o modelo, oferecendo estrutura, orquestração e extensibilidade ao desenvolvedor .NET.

🧩 O que é o Kernel LLM?

O Kernel LLM é uma camada de orquestração que permite que aplicações comuniquem-se com modelos de linguagem de forma estruturada. Ele:

  • Centraliza as chamadas ao modelo.
  • Garante controle sobre prompts, contexto e tokens.
  • Permite injeção de dependências e logging.
  • Facilita a troca entre provedores (OpenAI, Azure, Ollama, etc.).

Em outras palavras, ele atua como o “cérebro conector” entre o domínio da aplicação e o modelo de IA.

🏗️ Arquitetura da Integração

A arquitetura baseia-se em três camadas principais:

  1. Camada de Aplicação (.NET WebAPI ou Worker)
    Responsável por receber requisições e coordenar fluxos de negócio.

  2. Kernel LLM (Camada de Inteligência)
    Implementa os prompts, controla o contexto e faz chamadas para o modelo de linguagem.

  3. Provedor LLM (Infraestrutura)
    Pode ser o OpenAI, Azure OpenAI, HuggingFace, Ollama (para modelos locais), entre outros.

📊 Fluxo Simplificado:

[Client] → [API .NET] → [Kernel LLM] → [Modelo LLM]

⚙️ Implementando o Kernel em .NET

Você pode construir um Kernel customizado com uso de Dependency Injection, HttpClientFactory e Strategy Pattern.

📘 Exemplo básico

public interface ILlmKernel
{
    Task<string> ExecuteAsync(string prompt);
}

public class OpenAiKernel : ILlmKernel
{
    private readonly HttpClient _client;
    private readonly string _apiKey;

    public OpenAiKernel(HttpClient client, IConfiguration config)
    {
        _client = client;
        _apiKey = config["OpenAI:ApiKey"];
    }

    public async Task<string> ExecuteAsync(string prompt)
    {
        var request = new
        {
            model = "gpt-4o-mini",
            messages = new[] { new { role = "user", content = prompt } }
        };

        var response = await _client.PostAsJsonAsync("https://api.openai.com/v1/chat/completions", request);
        var result = await response.Content.ReadFromJsonAsync<JsonElement>();
        return result.GetProperty("choices")[0].GetProperty("message").GetProperty("content").GetString();
    }
}

🧠 Uso na Controller

[ApiController]
[Route("api/llm")]
public class LlmController : ControllerBase
{
    private readonly ILlmKernel _kernel;

    public LlmController(ILlmKernel kernel)
    {
        _kernel = kernel;
    }

    [HttpPost("ask")]
    public async Task<IActionResult> Ask([FromBody] string question)
    {
        var result = await _kernel.ExecuteAsync(question);
        return Ok(result);
    }
}

🧱 Boas Práticas Arquiteturais

  • 🔒 Segurança: nunca exponha a API Key diretamente no código. Utilize o Secret Manager ou Azure Key Vault.
  • 📦 Modularidade: mantenha o Kernel em um projeto separado (ex: MyApp.AI.Core).
  • 📈 Observabilidade: registre métricas de requisições e tokens (Datadog, Application Insights).
  • 🧠 Prompt Engineering: trate os prompts como parte da camada de domínio, versionando-os conforme mudanças de negócio.

🧪 Testando a Comunicação

Crie um teste simples usando o xUnit:

public class LlmKernelTests
{
    private readonly ILlmKernel _kernel;

    public LlmKernelTests()
    {
        _kernel = new OpenAiKernel(new HttpClient(), new ConfigurationBuilder().AddJsonFile("appsettings.json").Build());
    }

    [Fact]
    public async Task Should_Return_Response_From_Model()
    {
        var response = await _kernel.ExecuteAsync("Hello, who are you?");
        Assert.False(string.IsNullOrEmpty(response));
    }
}

🧭 Expandindo a Arquitetura

Em projetos modernos, o Kernel LLM pode ser integrado com:

  • Pipelines de mensageria (RabbitMQ/Kafka) para execução assíncrona;
  • Cognitive Services para análise de sentimento;
  • gRPC ou GraphQL para comunicação entre microsserviços;
  • Azure OpenAI Embeddings para busca semântica.

🧩 Integração com Semantic Kernel (Microsoft)

A Microsoft mantém o projeto Semantic Kernel, que é uma implementação oficial de um Kernel LLM em .NET.
Ele permite criar Skills, Planners e Connectors, simplificando a integração de LLMs em aplicações corporativas com segurança e rastreabilidade.

🧠 Conclusão

Integrar LLMs em aplicações .NET é um passo estratégico para modernizar produtos e criar experiências inteligentes.
O Kernel LLM atua como uma camada de abstração robusta que une IA e arquitetura limpa, permitindo escalabilidade, segurança e extensibilidade.

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